本文關鍵詞：水化硅酸鈣增韌陶瓷工藝及機理

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【摘要】：水化硅酸鈣材料具有較低的導熱系數(shù)、較好的高溫熱性能、較小的容重、良好的原料易得性以及結構的多樣性,廣泛應用于冶金工業(yè)、建筑工業(yè)、化學工業(yè)等領域,是一類用途非常廣泛的無機非金屬材料。陶瓷材料具有脆性,因此其增韌化一直是陶瓷材料研究的熱點和亟待解決的問題。本研究以粉煤灰資源化利用過程中產生的副產物硅酸鈉堿性溶液為原料,采用易于調控材料物相和微觀結構的動態(tài)水熱法制備多種水化硅酸鈣材料,并研究其在陶瓷增韌化中的應用。論文取得的主要創(chuàng)新性成果如下：(1)獲得了不同因素對水化硅酸鈣產物物相和形貌的影響規(guī)律,建立了不同水化硅酸鈣物相和形貌的調控方法,確定了由脫硅液制備水化硅酸鈣晶須的反應較優(yōu)條件為：堿濃度80 g/L以下,反應溫度為220℃,反應時間為6 h,鋁硅摩爾比0.06以下,鈣硅摩爾比為0.9,此時水化硅酸鈣晶須純度可達80%以上,晶須長度可達20μm；(2)開發(fā)了以不同物性的水化硅酸鈣為原料制備高性能鈣長石陶瓷的新工藝,并研究了陶瓷原料的成分、粒度、熱性能等因素對陶瓷制品的性能的影響規(guī)律,證實了摻加硅酸鈣晶須的陶瓷試樣強度最高,吸水率最低,成功獲得了抗折強度達45 MPa的增韌陶瓷；(3)系統(tǒng)研究了水化硅酸鈣晶須增韌陶瓷機理,研究表明,在燒結過程中,均發(fā)生了水化硅酸鈣脫水生成硅灰石以及硅灰石與偏高嶺土反應生成鈣長石和方石英的反應,但以晶須作為原料時,其晶須結構可以在燒成過程中支撐坯體骨架,其中大部分參與反應生成鈣長石,未反應的部分則與鈣長石共同增加坯體強度,并且晶須能夠誘導鈣長石晶體生成,使得鈣長石發(fā)育為長針狀結構；(4)成功進行了硅酸鈣陶瓷的擴試試驗,結果表明,硅酸鈣陶瓷制備新工藝與傳統(tǒng)陶瓷磚生產工藝銜接性好,產品性能完全符合國家標準。
【關鍵詞】：水化硅酸鈣 晶須 陶瓷 增韌
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 水化硅酸鈣材料簡介17-21
• 1.1.1 水化硅酸鈣的物相組成17-18
• 1.1.2 水化硅酸鈣的微觀結構18
• 1.1.3 水化硅酸鈣的微觀形貌18-19
• 1.1.4 水化硅酸鈣的合成方法19-20
• 1.1.5 水化硅酸鈣的用途20-21
• 1.2 鈣長石陶瓷的研究21-23
• 1.2.1 鈣長石的性質21
• 1.2.2 鈣長石陶瓷的制備21-23
• 1.3 增韌陶瓷的研究23-25
• 1.3.1 陶瓷增韌方法及機理23-25
• 1.3.2 晶須增韌陶瓷研究現(xiàn)狀25
• 1.4 本論文的研究目的及主要研究內容25-27
• 1.4.1 研究目的25-26
• 1.4.2 研究內容26-27
• 第二章 粉煤灰脫硅液制備水化硅酸鈣影響因素27-45
• 2.1 引言27
• 2.2 實驗原理27
• 2.3 實驗部分27-29
• 2.3.1 實驗設備27-28
• 2.3.2 分析儀器28
• 2.3.3 實驗原料28-29
• 2.3.4 實驗方法29
• 2.3.5 分析方法29
• 2.4 粉煤灰脫硅液合成水化硅酸鈣不同因素的影響規(guī)律29-43
• 2.4.1 堿濃度對產物組成及形貌影響29-32
• 2.4.2 合成溫度對產物組成及形貌影響32-35
• 2.4.3 反應時間對產物組成及形貌影響35-38
• 2.4.4 鈣硅摩爾比對產物組成及形貌影響38-40
• 2.4.5 鋁硅摩爾比對產物組成及形貌影響40-43
• 2.4.6 硅酸鈣晶須成分分析43
• 2.5 本章小結43-45
• 第三章 鈣長石陶瓷的制備45-63
• 3.1 引言45
• 3.2 實驗原理45
• 3.3 實驗部分45-51
• 3.3.1 實驗設備及分析儀器45-47
• 3.3.2 實驗原料與試劑47-49
• 3.3.3 實驗方法49
• 3.3.4 陶瓷試樣的物理性能測試49-50
• 3.3.5 分析方法50-51
• 3.4 不同物性水化硅酸鈣對陶瓷性質影響51-56
• 3.4.1 陶瓷粉料成分分析51
• 3.4.2 陶瓷粉料粒度分析51-52
• 3.4.3 陶瓷粉料熱性能分析52-54
• 3.4.4 陶瓷試樣物相組成分析54-55
• 3.4.5 陶瓷試樣微觀形貌分析55-56
• 3.5 不同制備條件對陶瓷試樣晶相及性能影響56-60
• 3.5.1 燒成溫度對陶瓷試樣抗折強度及吸水率影響56-58
• 3.5.2 不同摻量對陶瓷試樣抗折強度及吸水率影響58-60
• 3.6 本章小結60-63
• 第四章 水化硅酸鈣晶須制備增韌陶瓷機理63-71
• 4.1 引言63
• 4.2 實驗部分63-64
• 4.2.1 實驗設備63-64
• 4.2.2 原料與試劑64
• 4.2.3 實驗方法64
• 4.3 水化硅酸鈣晶須增韌陶瓷機理分析64-69
• 4.3.1 燒成溫度對CSH-220試樣物相組成的影響64-65
• 4.3.2 燒成溫度對CSH-220試樣微觀形貌的影響65-67
• 4.3.3 燒成溫度對CSH-220試樣性能的影響67-69
• 4.4 本章小結69-71
• 第五章 擴試71-79
• 5.1 引言71
• 5.2 實驗部分71-72
• 5.2.1 實驗原料和試劑71
• 5.2.2 實驗方法71-72
• 5.3 硅鈣陶瓷擴試試驗72-76
• 5.3.1 不同摻量水化硅酸鈣對陶瓷磚性質的影響72-73
• 5.3.2 不同球磨方式對陶瓷磚性質的影響73-74
• 5.3.3 不同燒成溫度對陶瓷磚性質的影響74-75
• 5.3.4 坯體的釉料適應性75-76
• 5.3.5 性能測試76
• 5.4 本章小結76-79
• 第六章 結論及展望79-81
• 6.1 結論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-87
• 研究成果及發(fā)表的學術論文87-89
• 作者及導師簡介89-90
• 碩士研究生學位論文答辯委員會決議書90-91

【參考文獻】

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本文編號：718457